1. 什么是 Goroutine 泄露？

Goroutine 泄露是指程序中啟動的 Goroutine 無法正常退出，長期駐留在內存中，導致資源（如內存、CPU）逐漸耗盡的現象。類似于內存泄漏，但表現為未終止的 Goroutine 的累積。長期運行的應用中，Goroutine 泄露會顯著降低性能，甚至引發程序崩潰。

2. Goroutine 泄露的常見原因及代碼示例

(1) Channel 阻塞

原因：Goroutine 因等待 Channel 的讀寫操作而永久阻塞，且沒有退出機制。示例：

func leak() {
    ch := make(chan int) // 無緩沖 Channel
    go func() {
        ch <- 1 // 發送操作阻塞，無接收方
    }()
    // 主 Goroutine 退出，子 Goroutine 永久阻塞
}

此例中，子 Goroutine 因無接收者而阻塞，無法終止。

(2) 無限循環無退出條件

原因：Goroutine 中的循環缺少退出條件或條件無法觸發。示例：

func leak() {
    go func() {
        for { // 無限循環，無退出邏輯
            time.Sleep(time.Second)
        }
    }()
}

該 Goroutine 會永久運行，即使不再需要它。

(3) sync.WaitGroup 使用錯誤

原因：WaitGroup 的 Add 和 Done 調用不匹配，導致 Wait 永久阻塞。示例：

func leak() {
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(1)
    go func() {
        // 忘記調用 wg.Done()
    }()
    wg.Wait() // 永久阻塞
}

主 Goroutine 因未調用 Done 而阻塞，子 Goroutine 可能已退出或仍在運行。

(4) 未處理 Context 取消

原因：未監聽 Context 的取消信號，導致 Goroutine 無法響應終止請求。示例：

func leak(ctx context.Context) {
    go func() {
        for { // 未監聽 ctx.Done()
            time.Sleep(time.Second)
        }
    }()
}

即使父 Context 被取消，該 Goroutine 仍會持續運行。

3. 如何檢測 Goroutine 泄露

(1) 使用 runtime.NumGoroutine

在測試代碼中比較 Goroutine 數量變化：

func TestLeak(t *testing.T) {
    before := runtime.NumGoroutine()
    leak() // 執行可能存在泄露的函數
    after := runtime.NumGoroutine()
    assert.Equal(t, before, after) // 檢查 Goroutine 數量是否一致
}

(2) Go 的 pprof 工具

通過 net/http/pprof 查看運行中的 Goroutine 堆棧：

import _ "net/http/pprof"

func main() {
    go func() {
        log.Println(http.ListenAndServe("localhost:6060", nil))
    }()
    // ... 其他代碼
}

訪問 http://localhost:6060/debug/pprof/goroutine?debug=1 分析 Goroutine 狀態。

(3) 第三方庫

使用 goleak 在測試中檢測泄露：

func TestLeak(t *testing.T) {
    defer goleak.VerifyNone(t)
    leak()
}

4. 防范 Goroutine 泄露

(1) 使用 Context 傳遞取消信號

func worker(ctx context.Context) {
    for {
        select {
        case <-ctx.Done(): // 監聽取消信號
            return
        default:
            // 執行任務
        }
    }
}

父 Goroutine 調用 cancel() 時，所有子 Goroutine 退出。

(2) 避免 Channel 阻塞

• 使用帶緩沖的 Channel：確保發送方不會因無接收方而阻塞。
• 通過 select 添加超時：

select {
case ch <- data:
case <-time.After(time.Second): // 超時機制
    return
}

(3) 正確使用 sync.WaitGroup

• 使用 defer wg.Done()：確保 Done 被調用。

go func() {
    defer wg.Done()
    // 業務邏輯
}()

(4) 明確 Goroutine 生命周期

• 為每個 Goroutine 設計明確的退出路徑。
• 避免在無限循環中忽略退出條件。

(5) 代碼審查與測試

• 使用 goleak 和 pprof 定期檢測。
• 在代碼中標注 Goroutine 的終止條件。

總結

Goroutine 泄露的防范需要結合合理的代碼設計（如 Context 和 Channel 的正確使用）、嚴格的測試（如 goleak 和 pprof）以及對同步機制（如 WaitGroup）的謹慎管理。確保每個 Goroutine 都有可預測的退出路徑是避免泄露的關鍵。